BR112015021928B1

BR112015021928B1 - Método de inertização, e sistema

Info

Publication number: BR112015021928B1
Application number: BR112015021928-4A
Authority: BR
Inventors: Ernst-Werner Wagner
Original assignee: Amrona Ag
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2021-10-05
Also published as: EP2801392A1; RU2601869C2; WO2014180728A2; BR112015021928A2; PT2801392T; AU2014264756C1; ES2593602T3; MX2015003038A; CN104582798A; US20140326021A1; ZA201507729B; RU2015109184A; MX363396B; AU2014264756B2; CA2879510A1; AU2014264756A1; US9364698B2; PL2801392T3; CA2879510C; WO2014180728A3

Abstract

método de inertização, e sistema. a invenção se refere a um sistema de inertização e um método de inertização para redução de oxigênio, em que o método é especificável e, em comparação ao ar ambiente normal, o teor de oxigênio reduzido é ajustado e mantido na atmosfera de uma câmara fechada (2). para este fim, o sistema de inertização (1) tem um sistema compressor (3) para comprimir uma mistura de gás inicial e um sistema de separação de gás (10) conectado ao sistema compressor (3). no sistema de separação de gás (10), pelo menos um pouco do oxigênio contido na mistura de gás inicial comprimida é separado. o sistema de separação de gás (10) é projetado para ser operado em um modo vpsa ou em um modo psa, conforme desejado.

Description

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um método de inertização em que um teor de oxigênio que é pré-definível e reduzido em comparação ao ar ambiente normal é ajustado e mantido na atmosfera espacial de uma sala fechada e em que o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada pode ser reduzido mais rapidamente quando surgir a necessidade.

[002] A invenção ainda se refere a um sistema correspondente para redução de oxigênio.

[003] O método de inertização inventivo ou o sistema de inertização inventivo, respectivamente, serve, por exemplo, na minimização do risco e na extinção de incêndios em um ambiente protegido sujeito a monitoramento, em que, a sala fechada é continuamente transformada em inerte em diferentes níveis reduzidos para o objetivo de impedir ou controlar o fogo.

[004] Dentre os exemplos de uso para o método de inertização inventivo inclui-se a provisão de condições de treinamento hipóxicas em uma sala fechada, na qual o teor de oxigênio foi reduzido. Esse ambiente permite treinamento sob condições de alta-altitude artificialmente simuladas, também mencionadas como “treinamento hipóxico normobárico”. Outro exemplo de uso é o armazenamento de alimento, preferencialmente, fruto pomáceo, em uma atmosfera controlada (AC) em que a porcentagem proporcional de oxigênio atmosférico é regulada a fim de, dentre outras coisas, atrasar o processo de envelhecimento que age em mercadoria perecível.

[005] O princípio básico além da tecnologia de inertização para impedir incêndios tem base no conhecimento de que em salas fechadas que somente ocasionalmente são adentradas por humanos ou animais, e em que os equipamentos alojados nelas reagem de maneira sensível aos efeitos de água, o risco de incêndio pode ser contraposto ao reduzir a concentração de oxigênio na área relevante a um valor médio de, por exemplo, aproximadamente 15% em volume. Nessa concentração de oxigênio (reduzida), a maioria dos materiais combustíveis pode não ser mais inflamável. Da mesma forma, as principais área de aplicação para a tecnologia de inertização em prevenção de incêndios também podem incluir áreas de TI, salas de comutação e distribuição elétrica, instalações fechadas assim como áreas de armazenamento contendo bens comerciais de alto valor. O efeito preventivo resultante desse método tem base no princípio de deslocamento de oxigênio. Conforme é conhecido, ar ambiente normal consiste em 21% de oxigênio em volume, 78% de nitrogênio em volume e 1% em volume de outros gases. Para fins de prevenção de incêndio, o teor de oxigênio da atmosfera espacial dentro da sala fechada é diminuído ao introduzir um gás de deslocamento de oxigênio, por exemplo, nitrogênio. Um efeito preventivo é conhecido por iniciar assim que a porcentagem de oxigênio cai abaixo de cerca de 15% em volume. Dependendo das substâncias inflamáveis armazenadas na sala protegida, pode ser necessário reduzir mais a porcentagem de oxigênio a, por exemplo, 12% em volume.

[006] Esse tipo de sistema de inertização é conhecido em princípio na técnica anterior. Por exemplo, o documento DE 198 11 851 A1 publicado descreve um sistema de inertização designado para reduzir o teor de oxigênio em uma sala fechada (doravante também mencionada como “sala protegida”) a um nível de inertização de base específico e, no caso de um incêndio, para reduzir rapidamente o teor de oxigênio mais a um nível de inertização completo específico.

[007] O termo “nível de inertização de base”, conforme aqui utilizado, deve ser entendido como se referindo a um teor de oxigênio reduzido comparado ao teor de oxigênio do ar ambiente normal, entretanto, com isso, esse teor de oxigênio reduzido não impõe perigo de qualquer tipo a pessoas ou animais, de modo que eles ainda possam entrar na sala protegida sem qualquer problema (isto é, sem quaisquer medidas protetoras especiais, como máscaras de oxigênio, por exemplo). O nível de inertização de base corresponde a um teor de oxigênio dentro da sala protegida, por exemplo, de aproximadamente 15% a 17% em volume.

[008] Por outro lado, o termo “nível de inertização completo” deve ser entendido como se referindo a um teor de oxigênio que foi mais reduzido comparado ao teor de oxigênio do nível de inertização de base, de modo que a capacidade inflamável da maioria dos materiais já tenha sido reduzida a um nível no qual eles não sejam mais capazes de inflamar. Dependendo da carga de fogo dentro da respectiva sala protegida, o nível de inertização completo, geralmente, varia de 12% a 14% de concentração de oxigênio em volume.

[009] No método de inertização de múltiplos estágios conhecido da publicação impressa DE 198 11 851 A1, em que o teor de oxigênio é reduzido progressivamente, uma tecnologia de inertização para prevenir incêndios é, portanto, empregada, com a qual o teor de oxigênio na sala protegida é primeiro reduzido a um nível reduzido específico (nível de inertização de base) de, por exemplo, 17% em volume, com o que, no caso de um incêndio ou quando for necessário de outra forma, o teor de oxigênio é, então, reduzido ainda a um nível de inertização completo específico de, por exemplo, 13,8% em volume ou menos. Se um gerador de gás inerte, por exemplo, um gerador de nitrogênio, for utilizado como a fonte de gás inerte nesse método de inertização de dois estágios para reduzir o teor de oxigênio ao primeiro nível reduzido (nível de inertização de base), o número de tanques de gás de alta pressão para a inertização completa, em que o gás ou mistura de gases de deslocamento de oxigênio (doravante também mencionado simplesmente como “gás inerte”) é armazenado na forma comprimida, pode ser mantido baixo.

[010] Entretanto, investimentos relativamente de alto capital são necessários, a fim de realizar o método de inertização de dois estágios descrito acima e conhecido per se, uma vez que o método de inertização de dois estágios impõe demandas específicas nas fontes de gás inerte necessárias para fornecer o gás inerte. Especificamente, sistemas de inertização de dois estágios convencionais proveem, sem exceção, duas fontes de gás inerte separadas, uma vez que uma distinção deve ser feita ao ajustar um nível de inertização específico (nível reduzido) como a se um nível de inertização de base ou um nível de inertização completo deve ser ajustado na atmosfera da sala. Por isso, precisa ser considerado que - começando de um nível de inertização de base ajustado previamente - a redução a um nível de inertização completo precisa ocorrer de acordo com uma sequência predefinida de eventos e, particularmente, dentro de um período de tempo predefinido após um alarme ser emitido. Ao contrário, não é necessário que o nível de inertização de base seja ajustado de acordo com uma curva de inertização predefinida.

[011] Deve-se entender pelo termo “curva de inertização”, conforme aqui utilizado, o gradiente temporal do teor de oxigênio quando o gás de deslocamento de oxigênio (gás inerte) for introduzido à atmosfera espacial da sala protegida.

[012] Devido a uma distinção dever ser feita ao ajustar um nível de inertização específico devido ao fato de um nível de inertização de base ou um nível de inertização completo deve ser ajustado na atmosfera da sala, as fontes de gás inerte necessárias para fornecer o gás inerte correspondente para ajustar o nível de inertização de base/completo são sujeitas a necessidades diferentes. No caso de redução ao nível de inertização completo, as fontes de gás inerte empregadas devem ser habilitadas para serem capazes de proverem uma quantidade grande o suficiente da mesma forma de gás inerte por unidade de tempo, de modo a ser capaz de ajustar o nível de inertização completo na atmosfera espacial da sala protegida dentro do período de tempo predefinido. Da mesma forma, a fonte de gás inerte empregada para reduzir ao nível de inertização completo deve ter a capacidade adequada.

[013] A fonte de gás inerte, entretanto, não é sujeita a esse requisito se somente o nível de inertização de base tiver de ser ajustado. Conforme explicado acima, normalmente não é necessário seguir uma curva de inertização predefinida e particularmente aderir a um período de tempo predefinido ao reduzir ao nível de inertização de base. Da mesma forma, a fonte de gás inerte utilizada para reduzir a um nível de inertização de base pode ser de dimensões correspondentemente menores em termos de sua capacidade de saída.

[014] Por esses motivos, em aplicação prática do método de inertização de dois estágios, duas fontes de gás inerte separadas são comumente utilizadas: um gerador de nitrogênio somente capaz de fornecer uma quantidade relativamente pequena de gás inerte (aqui: ar rico em nitrogênio) por unidade de tempo e utilizado para ajustar e manter um nível de inertização de base; e um tanque de armazenamento de gás de alta pressão em que um gás de deslocamento de oxigênio ou mistura de gás é armazenado na forma comprimida para o objetivo de ser capaz de ajustar rapidamente um nível de inertização completo na atmosfera espacial da sala fechada, quando necessário.

[015] O uso de duas fontes de gás inerte separadas para realizar o método de inertização de dois estágios é unida à desvantagem de custos capitais iniciais relativamente altos. Além disso, o espaço que precisa ser provido para armazenar as duas fontes de gás de inserção separadas (gerador de nitrogênio por um lado e tanque de armazenamento de gás de alta pressão por outro) não pode ser realizado, em algumas aplicações, sem tomar medidas estruturais maiores.

[016] Com base nesse problema, conforme estabelecido, a presente invenção trata do objetivo de especificação de um método de inertização ou um sistema de inertização, respectivamente, com os quais os custos operacionais de execução e os investimentos iniciais podem ser reduzidos em comparação às soluções convencionais sem, com isso, afetar a eficiência do sistema.

[017] Esse objetivo é realizado em relação ao método pelo assunto da reivindicação independente 1 e em relação ao aparelho (sistema para redução de oxigênio), pelo assunto da reivindicação independente adicional 10.

[018] Em relação ao método inventivo, desenvolvimentos adicionais vantajosos são especificados nas reivindicações 2 a 10. Desenvolvimentos vantajosos adicionais do sistema de inertização inventivo são especificados nas reivindicações dependentes 12 a 13.

[019] A invenção, da mesma forma, em particular, propõe um sistema para redução de oxigênio com o qual um teor de oxigênio, que é pré-definível e reduzido em comparação ao ar ambiente normal, é ajustado e mantido na atmosfera espacial de uma sala fechada. O sistema compreende um sistema compressor para comprimir uma mistura de gás inicial e um sistema de separação de gás conectado ao sistema compressor, em que pelo menos parte do oxigênio dentro da mistura de gás inicial comprimida é separada. O sistema de separação de gás é projetado para ser operado no modo VPSA ou modo PSA.

[020] Conforme aqui utilizado, o termo “mistura de gás inicial” se refere, em geral, à uma mistura de gás que, além de conter oxigênio, particularmente, também compreende nitrogênio e gases adicionais, conforme aplicável, como gases nobres, por exemplo. Ar ambiente normal, por exemplo, é viável como uma mistura de gás inicial; isto é, uma mistura de gás consistindo em 21% de oxigênio em volume, 78% de nitrogênio em volume e 1% em volume de outros gases. Entretanto, também é concebível utilizar uma porção do ar da sala fechada como a mistura de gás inicial. Com isso, ar fresco é preferencialmente adicionado a esse teor de ar da sala.

[021] Entende-se geralmente por um sistema de separação de gás que opera em um modo VPSA um sistema para prover ar rico em nitrogênio que funciona de acordo com o princípio de Adsorção do Balanço da Pressão de Vácuo (VPSA). Esse sistema de VPSA é utilizado como o sistema de separação de gás no sistema de inertização, de acordo com a invenção, embora também possa ser operado no modo PSA quando necessário. “PSA” é uma abreviação para “Adsorção do Balanço da Pressão”, que denota normalmente a tecnologia de adsorção do balanço da pressão.

[022] A fim de ser capaz de alternar o modo de operação do sistema de separação de gás utilizado na solução inventiva de VPSA para PSA, o método inventivo provê, da mesma forma, o aumento do grau ao qual a mistura de gás inicial é comprimida pelo sistema compressor. Em relação ao método de inertização inventivo, é especificamente provido para prover inicialmente uma mistura de gás inicial compreendendo oxigênio, nitrogênio e outros elementos, conforme aplicável. A mistura de gás inicial, conforme provida, é subsequentemente comprimida de maneira adequada em um sistema compressor e, então, alimentada ao sistema de separação de gás, em que pelo menos uma porção do oxigênio contido na mistura de gás inicial comprimida é separada, de modo que uma mistura de gás rica em nitrogênio seja provida na saída do sistema de separação de gás. A dita mistura de gás rica em nitrogênio fornecida na saída do sistema de separação de gás é, após isso, introduzida à atmosfera espacial da sala fechada, de modo a ajustar e/ou manter um teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada que é pré-definível e tem um teor de oxigênio reduzido comparado ao ar ambiente normal.

[023] De acordo com a invenção, em particular, é provido aumentar o grau de compressão pelo sistema compressor quando a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo na saída do sistema de separação de gás precisar ser aumentada, particularmente, a um valor dependente da quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo. Ao fazer isso, o modo de operação do sistema de separação de gás pode ser alterado, de modo que o volume da mistura de gás rica em nitrogênio, de fato, provido na saída do sistema de separação de gás por unidade de tempo corresponda à quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio a ser fornecida por unidade de tempo.

[024] O aumento da compressão do sistema compressor da mistura de gás inicial ocorre particularmente no caso de um incêndio; isto é, quando, por exemplo, uma característica de incêndio for detectada na atmosfera espacial da sala fechada ou quando o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada tiver de ser reduzida rapidamente mais comparado ao teor de oxigênio ajustado ou mantido previamente por outro motivo.

[025] Um aspecto adicional da presente invenção provê o grau de compressão da mistura de gás inicial pelo sistema compressor a ser aumentado quando a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo na saída do sistema de separação de gás precisar ser aumentada devido à troca de ar aumentada. De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, o grau da compressão de mistura de gás inicial pelo sistema compressor é aumentado se, devido a uma perda de uma fonte de gás de inserção alocada à sala fechada, particularmente, uma perda de um sistema de separação de gás adicional alocado à sala fechada, a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio a ser provida na saída do sistema de separação por unidade de tempo precisar ser aumentada.

[026] Particularmente, no caso de um incêndio ou quando, por outro motivo, o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada precisar ser reduzido mais rapidamente, o grau ao qual o sistema compressor comprime a mistura de gás inicial é aumentado a um valor que é dependente da quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio a ser provida por unidade de tempo. Junto a isso, é concebível, em uma realização exemplar, aumentar o grau de compressão de seu original 1,5 a 2,0 bar para 7,0 a 9,0 bar. Em outras realizações, um aumento na compressão de até 25,0 bar é concebível. A invenção, em particular, não é limitada aos valores de exemplo declarados acima.

[027] A solução inventiva tem base no conhecimento de que um sistema de separação de gás operado no modo de operação PSA pode prover uma quantidade suficientemente alta o suficiente de gás rico em nitrogênio por unidade de tempo, a fim de ser capaz de realizar uma redução do teor de oxigênio na sala fechada de um nível de inertização de base ajustado previamente a um nível de inertização completo dentro do mais curto tempo possível, quando necessário. Por outro lado, quando o sistema de separação de gás for operado no modo VPSA, há uma quantidade consideravelmente menor de gás rico em nitrogênio provido na saída do sistema de separação de gás por unidade de tempo do que quando o sistema de separação de gás estiver executando no modo PSA. Entretanto, a quantidade de gás rico em nitrogênio capaz de ser provido na saída do sistema de separação de gás por unidade de tempo no modo VPSA é, em princípio, suficiente para ser capaz de ajustar ou, respectivamente, manter o nível de inertização de base na sala fechada.

[028] O sistema de separação de gás utilizado na solução inventiva, assim, atente a uma função dupla: quando o sistema de separação de gás for operado no modo VPSA, esse sistema é, então, concedida a função da primeira fonte de gás inerte utilizada em sistemas convencionais para prover o gás inerte necessário para ajustar e/ou manter um nível de inertização de base. No modo de operação PSA, entretanto, a capacidade de saída do sistema de separação de gás corresponde à de um tanque de armazenamento de gás de alta pressão, conforme utilizado em sistemas de inertização de dois estágios convencionais como a segunda fonte de gás inerte para prover o gás inerte necessário para produzir o nível de inertização completo.

[029] A fim de ser capaz de aumentar seletivamente o grau de compressão efetuado pelo sistema compressor na mistura de gás inicial, é concebível que o sistema compressor compreenda um primeiro compressor e pelo menos um segundo compressor, em que o segundo compressor é conectado seletivamente ao primeiro compressor, de modo a aumentar a compressão total concebível. É particularmente concebível, nesse contexto, que o primeiro compressor e o segundo compressor sejam controláveis de maneira independente, em que o primeiro compressor é conectado em série ao segundo compressor, de modo a que a ativação do segundo compressor aumente o grau de compressão da mistura de gás inicial. Entretanto, outras realizações de aumento seletivo do grau de compressão são, de fato, também concebíveis.

[030] As realizações do método de inertização inventivo proveem preferencialmente um aumento progressivo do grau de compressão efetuado pelo sistema compressor, quando necessário, até a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída do sistema de separação de gás por unidade de tempo corresponder à quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio fornecida por unidade de tempo. Essa realização, assim, provê uma regulação que garante que o sistema de separação de gás, em todos os momentos, forneça exatamente a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio, conforme é, de fato, necessário.

[031] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido que o sistema compressor seja projetado de modo a comprimir a mistura de gás inicial fornecida a diferentes variações de pressão, preferencialmente, predefinas ou pré-definíveis, conforme necessário. Com isso, é vantajoso que a mistura de gás inicial seja comprimida preferencialmente de maneira automática, e ainda mais preferencialmente, de maneira seletivamente automática, a uma das variações de pressão predefinidas ou pré-definíveis como uma função do motivo e/ou da causa do aumento necessário na mistura de gás rica em nitrogênio a ser fornecida por unidade de tempo na saída do sistema de separação de gás

[032] A solução inventiva tem diversas vantagens comparada aos sistemas de inertização de dois estágios convencionais conhecidos da técnica anterior. Devido a somente uma única fonte de gás inerte projetada como um sistema de separação de gás capaz de alternar os modos de operação ser utilizada para ajustar/manter um nível de inertização de base assim como ajustar/manter um nível de inertização completo, os custos de investimento iniciais para o sistema de inertização são claramente reduzidos em comparação às soluções convencionais, uma vez que não há mais uma necessidade de prover duas fontes de gás inerte separadas. O espaço necessário também é reduzido pelos mesmos motivos, uma vez que, de uma perspectiva de engenharia de sistema, somente um sistema compressor e um sistema de separação de gás precisam ser providos para fornecer a mistura de gás rica em nitrogênio, de acordo com a solução inventiva.

[033] Por outro lado, a solução, de acordo com a invenção, é, em particular, também caracterizada pelo fato do sistema de separação de gás capaz de alternar os modos de operação ser particularmente eficiente em termos de energia e, assim, econômico em termos de custos de execução. O sistema de separação de gás é fácil de instalar, particularmente, mesmo em espaços muito apertados, e funciona de maneira confiavelmente automática e sem monitoramento no local, o que torna a solução inventiva particularmente fácil ao usuário. A eficiência em termos de energia é fundamentada no sistema de separação de gás operando de maneira altamente eficiente com somente baixos custos de energia no modo VPSA, uma vez que o sistema compressor somente precisa prover um grau relativamente baixo de compressão. Somente em um caso excepcional, em particular, no caso de incêndio ou quando, por outro motivo, o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada precisar ser reduzido mais rapidamente do nível de inertização de base pré-ajustado e mantido a um nível de inertização completo, é feita uma alternação do modo de operação VPSA eficiente em termos de energia para o modo de operação PSA, no qual a saída do sistema de separação de gás é aumentada significativamente comparada ao modo VPSA.

[034] Para fornecer a mistura de gás inicial, uma realização preferida da solução inventiva provê extração de uma parte do ar da sala fechada de maneira regulada, em que ar fresco é fornecido à dita porção extraída do ar ambiente, da mesma forma, de maneira preferencialmente regulada. É preferencial, para este fim, que a câmara de mistura seja provida a montante do sistema compressor, em que o ar fresco é adicionado à porção extraída do ar ambiente dentro da dita câmara de mistura. O ar fresco é, com isso, preferencialmente alimentado à porção extraída do ar da sala de maneira regulada.

[035] No presente contexto, “de maneira regulada” significa que somente muito ar fresco é alimentado à porção extraída do ar da sala dentro da câmara de mistura, de modo que a quantidade de gás rico em nitrogênio provido na saída do sistema de separação de gás por unidade de tempo preferencialmente se correlacione à quantidade de ar ambiente extraída da sala fechada por unidade de tempo. Assim, fazendo isso se pode alcançar uma pressão constante dentro da sala fechada e, em particular, não se desenvolvem perdas devido a vazamentos ou a muito gás rico em nitrogênio ser fornecido na saída do sistema de separação de gás e alimentado à sala, respectivamente, o que poderia ser desvantajoso em termos de eficiência de energia.

[036] Ao realizar tecnicamente o sistema de separação de gás utilizado na solução inventiva, é concebível que um material de separação seja aplicado às superfícies externas de membranas de fibra ocas, por meio da qual vapor de água e oxigênio podem se difundir bem facilmente, enquanto o nitrogênio tem somente uma baixa taxa de difusão em relação a esse material de separação. Quando a mistura de gás inicial passa através do interior das fibras ocas preparadas assim, vapor de água e oxigênio se difunde para fora através da parede de fibra oca muito rapidamente, enquanto o nitrogênio é amplamente preso dentro do interior da fibra, de modo que uma alta concentração de nitrogênio ocorra durante a dita passagem através da fibra oca. A eficácia desse processo de separação é substancialmente dependente da vazão através da fibra e da diferença de pressão pela parede de fibra oca.

[037] Diferentes realizações são concebíveis em relação ao sistema de separação de gás utilizado na solução inventiva. Em uma realização particularmente simples, o sistema de separação de gás é projetado como um denominado sistema de único leito, no qual o sistema de separação de gás compreende um único vaso adsorvedor contendo material adsorvedor. O material adsorvedor (ocasionalmente também denominado “leito adsorvente”) é preferencialmente um zeólito sintético ou uma peneira molecular de carbono. Isso, desse modo, capitaliza no conhecimento geral de que diferentes gases se difundem através dos materiais em diferentes velocidades. No sistema de separação de gás atualmente proposto, as diferentes taxas de difusão dos elementos principais da mistura de gás inicial; isto é nitrogênio, oxigênio e vapor de água, conforme aplicável, são, em particular, tecnicamente utilizadas para produzir a mistura de gás rica em nitrogênio.

[038] Na realização técnica do sistema de separação de gás utilizado na solução inventiva, é concebível que um material de separação seja aplicado às superfícies externas de membranas de fibra oca, através das quais o vapor de água e oxigênio podem se difundir muito facilmente, enquanto o nitrogênio tenha somente uma baixa uma taxa de difusão em relação a esse material de separação. Quando a mistura de gás inicial passar através do interior das fibras ocas preparadas como tal, vapor de água e oxigênio se difunde para fora através da parede de fibra oca muito rapidamente, enquanto o nitrogênio fica preso amplamente dentro do interior da fibra, de modo que uma alta concentração de nitrogênio ocorra durante a dita passagem através da fibra oca. A eficácia desse processo de separação é substancialmente dependente da vazão através da fibra e da diferença de pressão pela parede de fibra oca.

[039] Conforme observado anteriormente, uma realização simples da solução inventiva provê o sistema de separação de gás a ser projetado como um sistema de único leito, com isso, o sistema compressor pode ser conectado à entrada do (único) vaso adsorvedor, de modo a fornecer a mistura de gás inicial comprimida ao vaso adsorvedor em uma fase de adsorção do dito vaso adsorvedor, de modo que o material adsorvedor adsorva o oxigênio da mistura de gás inicial e a mistura de gás rica em nitrogênio, que é fornecida subsequentemente à sala fechada é provida em uma saída do vaso adsorvedor. Nesse caso, o material adsorvedor pode ser regenerado ao reduzir a pressão à pressão ambiente, de modo que o oxigênio anteriormente ligado no material adsorvedor seja liberado à atmosfera externa. Uma vez que nenhum ar rico em nitrogênio será provido na saída do sistema de separação de gás durante a regeneração; isto é, durante o ciclo de dessorção do material adsorvedor, é vantajoso que um tanque de ondulação de baixa pressão seja adicionalmente provido quando o sistema de separação de gás for configurado como um sistema de único leito, ele permitindo um fornecimento contínuo de gás rico em nitrogênio à sala fechada.

[040] Alternativamente a isso, entretanto, também é concebível utilizar pressão negativa para regenerar o material adsorvedor no caso do sistema de separação de gás configurado como um sistema de único leito. Nesse caso, um ciclo de vácuo é empregado para regeneração, em que uma fonte de ar comprimido é conectada à saída do vaso adsorvedor, a fim de remover pelo menos parte do oxigênio adsorvido anteriormente pelo material adsorvedor por meio da entrada do vaso adsorvedor para fins de regeneração e, ao fazer isso, regenerar o material adsorvedor.

[041] A fim de ser capaz de ter a sala fechada continuamente fornecida com o gás rico em nitrogênio (gás inerte) sem um tanque de ondulação de baixa pressão, uma realização alternativa da solução inventiva provê que o sistema de separação de gás seja projetado como um sistema de leito duplo. Nesse caso, o sistema de separação de gás compreende um primeiro e um segundo vaso adsorvente, cada um provido de um leito adsorvente ou material adsorvedor, respectivamente. Pelo menos durante a operação normal do sistema de inertização; isto é, particularmente, quando incêndio não tiver irrompido na sala fechada, os dois vasos adsorvedores preferencialmente operam em oposição de fase, de modo que um dos dois vasos adsorvedores esteja em uma fase de adsorção durante a qual o material adsorvedor do respectivo vaso adsorvedor adsorve pelo menos parte do oxigênio da mistura de gás inicial fornecida. O outro dos dois vasos adsorvedores está, assim, na fase de regeneração, durante a qual o material adsorvedor do outro vaso adsorvedor é regenerado. Devido às etapas de processo alternarem consecutivamente, um dos dois vasos adsorvedores está sempre adsorvendo oxigênio, enquanto o outro é purgado por dessorção. Gás rico em nitrogênio em pressão virtualmente constante e de pureza virtualmente constante é, com isso, continuamente disponível na saída do sistema de separação de gás.

[042] Conforme declarado acima, a operação normal do sistema de separação de gás no modo VPSA é vantajosa em relação à eficiência em termos de energia e aos mais baixos custos de operação de execução possíveis. Com isso, o sistema de separação de gás deve ser somente operado no modo PSA no caso de um incêndio ou quando, por outro motivo, o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada tiver de ser reduzido mais rapidamente comparado ao teor de oxigênio pré-ajustado ou mantido.

[043] Assim, é, em particular, concebível que, no modo de operação VPSA, o sistema de separação de gás controle o sistema compressor, de modo que a mistura de gás inicial seja comprimida a uma pressão atmosférica positiva de 1,5 a 2,0 bar. De acordo com o princípio de VPSA, a separação de gás é possível em pressão positiva atmosférica relativamente baixa. Nesse caso, um ciclo de adsorção e um ciclo de dessorção é preferencialmente utilizado quando o sistema de separação de gás for projetado como um sistema de leito duplo, em que os dois vasos adsorvedores são operados de maneira alternada em ciclo de adsorção e dessorção por meio de tecnologia de balanço de pressão entre pressão atmosférica positiva de 1,5 a 2,0 bar e pressão atmosférica negativa (vácuo) de aproximadamente 0,2 a 0,85 bar.

[044] A fim de ser capaz de aumentar rapidamente a quantidade de gás rico em nitrogênio provido por unidade de tempo na saída do sistema de separação de gás no caso de um incêndio ou por outro motivo, o sistema de separação de gás é alternado do modo de operação VPSA para o modo de operação PSA, e feito isso, ao prover a mistura de gás inicial na saída do sistema de separação de gás em uma pressão atmosférica positiva de 7,0 a 9,0 bar.

[045] Entretanto, de fato, também é concebível que um dos dois vasos adsorvedores esteja operando no ciclo de dessorção, enquanto o outro dos dois vasos adsorvedores está operando simultaneamente no ciclo de adsorção também, quando o sistema de separação de gás estiver no modo de operação PSA. A fim de otimizar a eficiência do sistema de separação de gás, é vantajoso que o sistema de separação de gás modere a temperatura da mistura de gás inicial de 10 °C a 30 °C e, mais preferencialmente, de 15 °C a 25 °C. A fim de realizar a moderação de temperatura particularmente eficiente em termos de energia da mistura de gás inicial, um desenvolvimento adicional preferido da solução inventiva provê um sistema trocador de calor projetado para transferir pelo menos uma porção da energia térmica (perda de calor) liberada no sistema de separação de gás e/ou sistema compressor durante a operação para a mistura de gás inicial.

[046] De maneira adicional ou alternativa a isso, um desenvolvimento adicional da solução inventiva provê que a mistura de gás provida na saída do sistema de separação de gás e enriquecida com nitrogênio também seja aquecida por meio de pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás e/ou sistema compressor durante operação. Desse processo, é particularmente concebível que um sistema trocador de calor adicional seja provido. O aquecimento da mistura de gás provida na saída do sistema de separação de gás e enriquecida com nitrogênio antes de introduzi-la na atmosfera espacial da sala fechada é capaz de alcançar uma dispersão relativamente rápida da mistura de gás rica em nitrogênio dentro da atmosfera espacial da sala fechada devido à convecção térmica, de modo que um nível de retirada completamente homogêneo possa ser realizado. Em particular, é desnecessário que a mistura de gás rica em nitrogênio seja introduzida na sala fechada em pressão relativamente alta, a fim de garantir mistura completa dentro da atmosfera espacial. A introdução de gás em alta pressão é desvantajosa em termos de eficiência de energia e pode potencialmente ser unida a outras desvantagens, particularmente, em relação ao alívio da pressão pretendida.

[047] De modo que um nível de inertização completo possa ser ajustado mais rápido dentro da sala fechada, quando necessário, uma realização preferida da solução inventiva provê um sistema catalisador, além do sistema de separação de gás. O dito sistema catalisador é projetado para produzir uma mistura de gás inerte por meio de uma conversão química de um redutor. Assim, é particularmente concebível que pelo menos parte da mistura de gás provida na saída do sistema de separação de gás e enriquecida com nitrogênio e/ou uma parte do ar ambiente dentro da sala fechada seja fornecida quando necessário ao sistema catalisador, a fim de produzir uma mistura de gás inerte no sistema catalisador por meio de conversão química de um redutor, a dita mistura, então, sendo introduzida à atmosfera espacial da sala fechada.

[048] Em uma realização preferida da última realização, na qual um sistema catalisador é utilizado, além do sistema de separação de gás para produzir gás inerte quando necessário, uma substância inflamável, particularmente, um gás combustível, preferencialmente, monóxido de carbono, é utilizado como o redutor a ser convertido quimicamente no sistema catalisador.

[049] O que segue fará referência aos desenhos anexos na descrição das diversas realizações da solução inventiva.

[050] São apresentadas:

[051] A Figura 1 é uma vista esquemática de uma primeira realização exemplar do sistema de inertização, de acordo com a invenção;

[052] A Figura 2 é uma vista esquemática de uma segunda realização exemplar do sistema de inertização, de acordo com a invenção;

[053] A Figura 3 é uma vista esquemática de uma terceira realização exemplar do sistema de inertização, de acordo com a invenção;

[054] A Figura 4 é uma vista esquemática de uma quarta realização exemplar do sistema de inertização, de acordo com a invenção; e

[055] A Figura 5 é uma vista esquemática de uma realização exemplar adicional do sistema de inertização, de acordo com a invenção.

[056] A Figura 1 apresenta uma primeira realização exemplar de um sistema de inertização 1, de acordo com a presente invenção, em uma representação esquemática. O sistema de inertização 1 representado serve para ajustar e manter um nível de retirada pré-definível (nível de inertização) na atmosfera espacial de uma sala fechada 2. A sala fechada 2 pode, por exemplo, ser uma instalação de armazenamento em que o teor de oxigênio no ar ambiente da sala é reduzido e mantido em um nível de inertização (base) específico de, por exemplo, 15% em volume, por exemplo, como uma medida de proteção preventiva contra incêndio.

[057] O sistema de inertização 1 na realização retratada na Figura 1 compreende um sistema compressor 3, sua entrada 3a conectada de maneira fluida à sala fechada 2, de modo que o sistema compressor 3 possa ser utilizado para aspirar ar do interior da sala fechada 2. A saída 3b do sistema compressor 3 é ou pode ser conectada de maneira fluida à entrada 10a de um sistema de separação de gás 10. Ao fazer isso, o sistema compressor 3 pode ajudar no fornecimento do ar descarregado previamente da sala fechada 2 ao sistema de separação de gás 10 na forma comprimida.

[058] Entretanto, é, de fato, também concebível que a mistura de gás fornecida à entrada 3a do sistema compressor 3 seja exclusivamente ar fresco, de modo que não haja necessidade de um canal de retorno entre a sala fechada 2 e a entrada 3a do sistema compressor 3. A provisão de alívio de pressão na sala fechada 2, por exemplo, na forma de uma ou mais abas de alívio de pressão, é de vantagem particular com essa realização.

[059] De modo que a pressão interna da sala fechada 2 não mude quando o ar for purgado da sala, o invólucro espacial 2a da sala fechada 2 é provido preferencialmente com aberturas de ventilação (não retratadas na Figura 1). O mesmo pode ocorrer naturalmente com vazamentos no invólucro espacial da sala 2a mas, também, com ventoinhas de alívio de pressão posicionadas de maneira correspondente.

[060] O sistema de separação de gás 10, somente retratado esquematicamente na Figura 1, serve para prover uma mistura de gás rica em nitrogênio na saída 10b do sistema de separação de gás 10. Em detalhes, o sistema de separação de gás 10 é projetado para separar pelo menos uma porção do teor de oxigênio contido dentro da mistura de gás inicial comprimida fornecida do sistema compressor 3. O oxigênio separado da mistura de gás inicial é dispensado à atmosfera externa por meio de um canal de exaustão 11.

[061] A mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída 10b do sistema de separação de gás 10 é após isso introduzida, preferencialmente, de maneira regulada, à atmosfera espacial da sala fechada 2, de modo que um teor de oxigênio pré-definível que é reduzido comparado ao ar ambiente normal possa ser ajustado e/ou mantido na atmosfera espacial da sala fechada 2.

[062] Os componentes do sistema de inertização correspondentemente controláveis 1 são controlados de maneira aplicável pela realização de uma unidade de controle 4, conforme esquematicamente retratada na Figura 1, de modo que uma quantidade suficiente da mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ajustar ou manter o nível de retirada predefinido na sala fechada 2 esteja sempre disponível na saída 10b do sistema de separação de gás 10. Para este fim, um dispositivo de medição de oxigênio 5 também é provido para medir o teor de oxigênio prevalecente dentro da atmosfera espacial da sala fechada 2 em uma base contínua ou em momentos predefinidos ou mediante a ocorrência de eventos predefinidos. As respectivas leituras de medição são alimentadas à unidade de controle 4 e comparadas nela a valores alvo correspondentes. Se a concentração de oxigênio na atmosfera da sala, conforme determinada por meio do dispositivo de medição de oxigênio 5, exceder o valor alvo armazenado na unidade de controle 4, a unidade de controle 4 liga o sistema compressor 3, preferencialmente, de maneira automática, e ainda mais preferencialmente, de maneira seletivamente automática, a fim de produzir a mistura de gás inicial comprimida. Ao fazer isso, o gás rico em nitrogênio se torna disponível na saída 10b do sistema de separação de gás 10, de modo que o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala possa ser mais reduzido da mesma forma quando a mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída 10b do sistema de separação de gás 10 for introduzida na atmosfera da sala.

[063] Entretanto, quando a comparação da concentração de oxigênio medida versus valor alvo, realizada pela unidade de controle 4, resultar em um valor que já é aquém do valor alvo, a unidade de controle 4 desliga o sistema compressor, de modo que não seja mais provido gás rico em nitrogênio adicional na saída 10b do sistema de separação de gás 10. Durante a operação normal do sistema de inertização 1; isto é, quando um nível de inertização de base tiver de ser ajustado ou mantido respectivamente na sala fechada 2, o sistema de separação de gás 10 está fornecendo a mistura de gás inicial em uma pressão atmosférica, por exemplo, de 1,5 a 2,0 bar. Essa pressão de entrada relativamente baixa é produzida por meio do sistema compressor 3.

[064] Conforme a Figura 1 apresenta, o sistema de inertização inventivo 1 é ainda equipado com um sistema de detecção de fogo preferencialmente aspirativo compreendendo pelo menos um sensor característico de fogo 6. Esse sensor característico de fogo 6 é conectado à unidade de controle 4 na realização retratada por meio de um canal de controle. O sistema de detecção de fogo verifica se foi irrompido um incêndio na sala fechada 2 continuamente ou em momentos predefinidos ou mediante eventos predefinidos. Quando o sensor característico de fogo 6 detecta uma característica de incêndio, ele emite um sinal correspondente à unidade de controle 4. A unidade de controle 4, após isso, preferencialmente de maneira automática, inicia a inertização completa da sala fechada 2, com isso, o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada 2 é reduzido a um nível de inertização completo, dependente da carga de fogo da sala 2 de, por exemplo, 12% em volume dentro do tempo mais curto possível e de acordo com uma curva de inertização predeterminada.

[065] A solução inventiva é caracterizada pelo sistema de inertização 1 somente empregando uma única fonte de gás inerte (aqui: sistema de separação 10 com sistema compressor a montante 3), em que a capacidade do sistema de separação de gás 10 pode ser aumentada de maneira correspondente quando necessário, de modo a ser capaz de prover a quantidade de ar rico em nitrogênio necessária para a inertização completa na saída 10b do sistema de separação de gás 10 o mais rapidamente possível.

[066] Conforme será descrito em mais detalhes abaixo com referência às representações providas nas Figuras 2 a 4, o sistema de separação de gás 10 é preferencialmente um gerador de nitrogênio de único leito (vide Figura 4) ou um gerador de nitrogênio de leito duplo (vide Figuras 2 e 3), com isso, esses geradores podem ser seletivamente operados no modo PSA ou no modo VPSA. No modo de operação PSA, uma mistura de gás inicial comprimida a, por exemplo, 7,0 a 9,0 bar é fornecida ao sistema de separação de gás, em consequência do que a quantidade de gás rico em nitrogênio, que pode ser provido na saída 10b do sistema de separação de gás 10 por unidade de tempo, é claramente maior quando comparada ao modo de operação VPSA. No modo de operação VPSA, o grau de compressão para a mistura de gás inicial é somente em, por exemplo, 1,5 a 2,0 bar.

[067] A Figura 2 apresenta esquematicamente uma realização exemplar de um sistema de inertização inventivo 1 no qual um gerador de nitrogênio de leito duplo é utilizado como sistema de separação de gás 10. O sistema de leito duplo é caracterizado pela provisão de um primeiro e um segundo vaso adsorvente 12, 13, cada um tendo um leito adsorvente ou material adsorvedor respectivamente. Quando a mistura de gás inicial for encaminhada através do material adsorvedor dos vasos adsorvedores 12, 13, o material adsorvedor adsorve pelo menos parte do oxigênio contido dentro da mistura de gás inicial, de modo que uma mistura de gás rica em nitrogênio se torne disponível na saída 12b, 13b do respectivo vaso adsorvedor 12, 13

[068] No sistema de leito duplo, de acordo com a realização exemplar retratada na Figura 2, os dois vasos adsorvedores 12, 13 são dispostos paralelos entre si, de modo que possam ser operados em oposição de fase. Operação de oposição de fase significa que um dos dois vasos adsorvedores 12, 13 está em uma fase de adsorção, na qual o material adsorvedor do respectivo vaso adsorvedor 12, 13 adsorve pelo menos parte do oxigênio da mistura de gás inicial fornecida. O outro dos dois vasos adsorvedores 13, 12 está, desse modo, em uma fase de regeneração, durante a qual o material adsorvedor do dito outro vaso adsorvedor 13, 12 é regenerado. Devido às etapas de processo alternarem consecutivamente, um dos dois vasos adsorvedores está sempre adsorvendo oxigênio, enquanto o outro é purgado por dessorção. Gás rico em nitrogênio em pressão virtualmente constante e de pureza virtualmente constante, com isso, torna-se continuamente disponível na saída 10b do sistema de separação de gás 10.

[069] Em detalhes, e conforme pode ser visto da pneumática, de acordo com Figura 2, a entrada 12a do primeiro vaso adsorvente 12 pode ser conectada à saída do lado de pressão 3b do sistema compressor 3 por meio da válvula V1, enquanto a saída 12b do primeiro vaso adsorvente 12 pode ser conectada à saída 10b do sistema de separação de gás 10 por meio da válvula V2. De maneira semelhante, a entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 pode ser conectada à saída do lado de pressão 3b do sistema compressor 3 por meio da válvula V4 e a saída 13b do segundo vaso adsorvente 13 à saída 10b do sistema de separação de gás por meio da válvula V5.

[070] Além disso, a entrada 12a do primeiro vaso adsorvente 12 pode ser conectada por meio da válvula V3 e a entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 pode ser conectada por meio da válvula V6 à entrada do lado de sucção 7a de uma fonte de vácuo 7.

[071] A fim de ser capaz de variar o grau da compressão de mistura de gás inicial alcançável no sistema compressor 3, é concebível utilizar um compressor controlado por frequência como sistema compressor 3. Na realização retratada na Figura 2, entretanto, o sistema compressor 3 consiste em uma pluralidade (aqui, dois) de compressores individuais 3,1, 3,2 conectados em série. Quando ambos os compressores 3,1, 3,2 estiveram ligados, a mistura de gás inicial é provida na saída 3b do sistema compressor 3 em um estado altamente comprimido, enquanto que quando somente um dos dois compressores 3,1, 3,2 estiver ligado, o grau de compressão de mistura de gás inicial é reduzido de maneira correspondente. Entretanto, é, de fato, também concebível empregar uma pluralidade de compressores individuais que não são conectados em série, com isso, a conexão de compressores adicionais pode aumentar o grau de compressão.

[072] Um soprador 20 adicional é, ademais, posicionado no canal de retorno 19 entre a sala fechada 2 e a entrada 3a do sistema compressor 3 na realização retratada na Figura 2.

[073] No modo de operação VPSA do sistema de separação de gás 10, de acordo com a realização do sistema de inertização inventivo 1 retratado na Figura 2, um dos dois vasos adsorvedores 12, 13 é operado em um ciclo de adsorção, enquanto o outro dos dois vasos adsorvedores 13, 12 é operado simultaneamente em um ciclo de vácuo, de modo a ser capaz de alcançar uma regeneração do respectivo material adsorvedor. A válvula V1 é aberta durante o ciclo de adsorção do primeiro vaso adsorvente 12, de modo que a saída do lado de pressão 3b do sistema compressor 3 seja conectada de maneira fluida à entrada 12a do dito primeiro vaso adsorvente 12. A mistura de gás inicial comprimida no sistema compressor 3 é, assim, fornecida ao primeiro vaso adsorvente 12. A válvula V2 provida na saída 12b do primeiro vaso adsorvente 12 é aberta durante o ciclo de adsorção do primeiro vaso adsorvente 12, de modo que uma mistura de gás rica em nitrogênio seja provida na saída 12b do dito primeiro vaso adsorvente 12.

[074] Quando o segundo vaso adsorvente 13 estiver em operação de ciclo de vácuo, a válvula V5 provida na saída 13b do segundo vaso adsorvente 13 está fechada. A válvula V4 provida na entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 está, da mesma forma, fechada, de modo que o segundo vaso adsorvente 13 não esteja conectado de maneira fluida à saída do lado de pressão 13b do sistema compressor 3. Entretanto, a válvula V6 provida na entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 está aberta e a válvula V3 provida na entrada 12a do primeiro vaso adsorvente 12 assim como a válvula V4 provida na entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 estão fechadas.

[075] Ao fazer isso, a entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 está conectada de maneira fluida à entrada do lado de sucção 7a da fonte de vácuo 7, de modo que pelo menos parte do oxigênio adsorvido pelo material adsorvedor acomodado no segundo vaso adsorvente 13 seja dessorvida e purgada do segundo vaso adsorvente por meio da fonte de vácuo 7 e liberada ao ar ambiente por meio da saída 7b da fonte de vácuo 7.

[076] Após regeneração do material adsorvedor do segundo vaso adsorvente 13, o segundo vaso adsorvente 13 é operado em um ciclo de adsorção enquanto o primeiro vaso adsorvente 12 é alternado ao ciclo de dessorção. As válvulas V1, V2 e V6 são, com isso, fechadas e as válvulas V3, V4 e V5, com isso, abertas para este fim. A mistura de gás inicial comprimida no sistema compressor 3, então, passa através do material adsorvedor do segundo vaso adsorvente 13, em consequência do que um gás rico em nitrogênio é provido na saída 13b do dito segundo vaso adsorvente 13. Por outro lado, pelo menos parte do oxigênio previamente adsorvido no primeiro vaso adsorvente é aspirada pela fonte de vácuo 7 e liberada ao ar externo, de modo que a regeneração do material adsorvedor do primeiro vaso adsorvente 12 ocorra.

[077] É particularmente vantajoso que a entrada 12a do primeiro vaso adsorvente 12 esteja conectada de maneira fluida diretamente à entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 por meio da válvula V7 e a saída 12b do primeiro vaso adsorvente 12 à saída 13b do segundo vaso adsorvente 13 por meio da válvula V8. A provisão das ditas válvulas V7, V8 particularmente permite o acoplamento breve (preferencialmente, 0,5 a 2 segundos) das respectivas entradas 12a, 13a e, simultaneamente, as respectivas saídas 12b, 13b dos dois vasos adsorvedores 12, 13 antes da alternação entre a fase de adsorção e a fase de regeneração. Fazer isso permite equalizar a pressão entre os dois vasos adsorvedores 12, 13, de modo que a adsorção de oxigênio no vaso adsorvedor de fase de adsorção e a regeneração do material adsorvedor do vaso adsorvedor de fase de regeneração 13, 12 possam começar imediatamente após a alternação entre a fase de adsorção e a fase de regeneração. Essa medida otimiza a eficiência do sistema de separação 10.

[078] Os componentes controláveis individuais do sistema de inertização 1, de acordo com Figura 2, são controláveis de maneira correspondente pela unidade de controle 4. Em particular, estes são as válvulas V1 a V9, sistema compressor 3, fonte de vácuo 7 e soprador 20.

[079] Quando se tornar necessário, no caso de um incêndio ou por outro motivo, reduzir rapidamente o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada 2, ainda comparado a um teor de oxigênio reduzido previamente ajustado ou mantido, uma quantidade maior de gás rico em nitrogênio precisa se tornar disponível por unidade de tempo na saída 10b do sistema de separação de gás 10.

[080] A fim de ser capaz de realizar isso com o sistema de separação de gás 10, de acordo com a representação da Figura 2, a unidade de controle 4 direciona o sistema compressor 3 para aumentar o grau de compressão da mistura de gás inicial. Com isso, deve ser levado em consideração que a mistura de gás inicial estava comprimida previamente a uma pressão atmosférica positiva de, por exemplo, 1,5 a 2,0 bar no modo de operação VPSA descrito acima. A fonte de vácuo 7 produz uma pressão negativa de, por exemplo, 0,2 a 0,85 bar comparada à atmosfera. O aumento do grau de compressão do sistema compressor 3 a uma pressão atmosférica positiva de, por exemplo, 7,0 a 9,0 bar, aumenta a quantidade de gás encaminhado através dos vasos adsorvedores 12, 13 por unidade de tempo, em consequência do que uma quantidade consideravelmente maior de gás rico em nitrogênio também é provida na saída 10b do sistema de separação de gás 10 por unidade de tempo.

[081] No modo de operação PSA, em que o sistema compressor 3 comprime a mistura de gás inicial ao exemplo mencionado de 7,0 a 9,0 bar comparada à atmosfera, em princípio, também é possível operar de maneira alternada os dois vasos adsorvedores 12, 13 no modo de adsorção e regeneração. Quando o primeiro vaso adsorvente 12 for operado no ciclo de adsorção durante o modo de operação PSA, as válvulas V1 e V2 estão abertas e a válvula V3 fechada. A mistura de gás inicial comprimida a alta pressão atmosférica positiva passa, então, através do material adsorvedor do primeiro vaso adsorvente 12, de modo que uma quantidade correspondentemente alta de gás rico em nitrogênio seja provida na saída 12b do primeiro vaso adsorvente 12 por unidade de tempo.

[082] No ciclo de dessorção do segundo vaso adsorvente, as válvulas V4 e V5 estão fechadas e a válvula V6 aberta. A fonte de vácuo 7 é, ademais, desligada, de modo que o oxigênio previamente ligado no material adsorvedor seja liberado e trafegue através da entrada 13a do segundo vaso adsorvente 13 e através da válvula conectada V6 à entrada 7b da fonte de vácuo 7, onde é liberado à atmosfera externa.

[083] A realização do sistema de inertização inventivo 1, retratada na Figura 2, provê que a mistura de gás inicial seja provida na entrada do lado de sucção 3a do sistema compressor 3 por meio de uma parte do ar ambiente contido dentro da sala fechada 2 sendo extraída da sala 2 de maneira regulada e ar fresco adicionado à dita porção do ar ambiente da sala de maneira regulada.

[084] Um soprador de ar fresco 8 é provido para este fim, sua saída capaz de ser ajustada pela unidade de controle 4. O soprador de ar fresco 8 permite que ar fresco entre em uma câmara de mistura 9 na qual o ar fresco é misturado ao ar ambiente. A mistura de gás inicial assim produzida é aspirada da dita câmara de mistura 9 por meio do sistema compressor 3.

[085] A unidade de controle 4 ajuda na seleção da quantidade de ar fresco a ser adicionado ao ar extraído da sala 2, de modo que a quantidade de ar ambiente extraído da sala 2 por unidade de tempo seja idêntica à quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio introduzida à atmosfera espacial da sala 2.

[086] A realização da Figura 2 do sistema de inertização inventivo 1 faz uso de um primeiro sistema de trocador de calor 14 para transferir pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás 10 e/ou no sistema compressor 3 durante a operação para a mistura de gás inicial. Especificamente, o primeiro sistema de trocador de calor 14 é projetado e dimensionado, de modo que a temperatura da mistura de gás inicial possa ser moderada a uma temperatura de 10 °C a 30 °C e mais preferencialmente de 15 °C a 25 °C. Nessas temperaturas, o material adsorvedor do sistema de separação de gás 10 funciona de maneira mais eficaz.

[087] A realização do sistema de inertização inventivo 1 retratada na Figura 2 ainda faz uso de um segundo sistema de trocador de calor 15 que serve para transferir pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás 10 e/ou no sistema compressor 3 à mistura de gás enriquecida com nitrogênio e provida na saída 10b do sistema de separação de gás 10. Devido a uma mistura de gás pré-aquecida e rica em nitrogênio ser, com isso, introduzida à sala fechada 2, o resultado final vantajoso é que a dita mistura de gás, conforme fornecida e enriquecida com nitrogênio se mistura completa e rapidamente devido à convecção natural dentro da sala fechada 2. Em particular, a moderação da temperatura da mistura de gás a ser fornecida permite a dispensação com introdução pressurizada.

[088] O sistema de inertização 1 retratado na Figura 3 corresponde substancialmente ao sistema descrito com referência à representação da Figura 2, embora com um primeiro sistema catalisador 16 sendo empregado adicionalmente ao sistema de separação de gás 10. O primeiro sistema catalisador 16 serve para produzir a mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída 10b do sistema de separação de gás 10, quando necessário, por meio de conversão química de um redutor de uma mistura de gás inerte. Em detalhes, a conversão química no catalisador converte um redutor, em particular, uma substância inflamável, como, por exemplo, monóxido de carbono, da mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída 10b do sistema de separação 10 a uma mistura de gás inerte.

[089] Um segundo sistema catalisador 17 é, da mesma forma, provido na realização do sistema de inertização 1 retratado na Figura 3. Ao contrário do primeiro sistema catalisador 16, o segundo sistema catalisador 17 é alimentado diretamente de uma porção do ar ambiente contido dentro da sala fechada 2, em que um soprador adicional 21 controlável pela unidade de controle 4 é posicionado entre a sala fechada 2 e o sistema catalisador 17. Uma conversão química de um redutor, em particular, monóxido de carbono, no sistema catalisador 17 produz uma mistura de gás inerte que é, após isso, introduzida à atmosfera espacial da sala fechada 2.

[090] Os respectivos sistemas catalisadores 16, 17 são ligados sempre que a quantidade de gás rico em nitrogênio que o sistema de separação de gás 10 é capaz de prover por unidade de tempo for insuficiente para ajustar e/ou manter um nível de retirada específico na atmosfera espacial da sala fechada 2.

[091] O sistema de inertização 1 retratado na Figura 4 corresponde substancialmente ao sistema descrito acima com referência à representação da Figura 3, entretanto, com somente um sistema de único leito sendo empregado como o sistema de separação de gás 10. Em outras palavras, o sistema de separação de gás 10 do sistema de inertização 1, de acordo com a Figura 4, compreende somente um vaso adsorvedor 12 que pode ser conectado no lado da entrada à saída do lado de pressão 3b do sistema compressor 3 por meio da válvula V1. A saída do vaso adsorvedor 12 pode ser conectada à saída 10b do sistema de separação de gás 10 por meio da válvula V2. Uma válvula V3 é, além disso, provida na entrada 12a do vaso adsorvedor 12, a fim de conectar a entrada 12a do vaso adsorvedor 12 ao lado de sucção de uma fonte de vácuo 7, quando necessário.

[092] Conforme também é o caso com o sistema de inertização 1 descrito acima com referência às representações, de acordo com as Figuras 2 e 3, a realização do sistema de separação de gás 10 retratada na Figura 4 pode ser operada em um ciclo de adsorção e em um ciclo de regeneração/vácuo. No ciclo de adsorção, as válvulas V1 e V2 são, com isso, abertas e a válvula V3 fechada. Ao regenerar o material adsorvedor, as válvulas V2 e V1 estão fechadas, enquanto a válvula V3 está aberta. A fonte de vácuo 7 é, então, utilizada para remover o oxigênio previamente adsorvido no material adsorvedor.

[093] De modo a aumentar a capacidade de saída do sistema de separação de gás 10, a unidade de controle 4 é utilizada para aumentar o grau de compressão proporcionado pelo sistema compressor 3, retratado na realização da Figura 4, por exemplo, de um original de 1,5-2,0 bar para 7,0-9,0 bar de pressão atmosférica positiva.

[094] A fim de permitir um fornecimento contínuo de gás rico em nitrogênio com o sistema de único leito, de acordo com a Figura 4, um tanque de ondulação de baixa pressão 18 é provido, que pode ser conectado, quando necessário, à saída 12b do vaso adsorvedor 12 por meio da válvula V9, a fim de que o tanque de ondulação de baixa pressão 18 seja preenchido com o gás rico em nitrogênio. Quando assim necessário, o tanque de ondulação de baixa pressão 18 pode fornecer o dito gás rico em nitrogênio à sala 2 por meio da válvula V9, o que seria necessário, por exemplo, quando o vaso adsorvedor 12 estiver no ciclo de regeneração ou quando a quantidade de gás rico em nitrogênio a ser introduzido na atmosfera da sala fechada 2 por unidade de tempo precisar ser aumentada rapidamente.

[095] O que segue fará referência à representação esquemática provida na Figura 5 na descrição de uma realização exemplar adicional do sistema de inertização inventivo 1.

[096] De acordo com essa realização adicional da presente invenção, é provido que a sala fechada 2 seja equipada com um primeiro sistema de separação de gás 10 e pelo menos um sistema de separação de gás adicional 10’, com isso, esses dois sistemas de separação de gás 10, 10’ são, em cada caso, configurados como os sistemas de separação de gás 10, conforme utilizados nas realizações de acordo com as representações providas nas Figuras 1 a 4. Em particular, os dois sistemas de separação de gás 10, 10’, cada um, servem para prover uma mistura de gás rica em nitrogênio na saída correspondente 10b, 10b’ do respectivo sistema de separação de gás 10, 10’.

[097] Na realização de acordo com a Figura 5, cada um dos dois sistemas de separação de gás 10, 10’ tem seu próprio sistema compressor 3, 3’, em que esses dois sistemas compressores 3, 3’ são controláveis de maneira independente. Cada sistema compressor 3, 3’ serve para fornecer seu sistema de separação de gás associado 10, 10’ com uma mistura de gás inicial comprimida. O respectivo sistema de separação de gás 10, 10’, então, separa pelo menos uma porção do oxigênio contido dentro da mistura de gás inicial, conforme fornecida. O oxigênio separado da mistura de gás inicial é, então, liberado à atmosfera externa através dos canais de exaustão correspondentes 11, 11’.

[098] A mistura de gás rica em nitrogênio provida na respectiva saída 10b, 10b’ dos sistemas de separação de gás 10, 10’ é, então, alimentada, preferencialmente, de maneira regulada, à atmosfera espacial da sala fechada 2, particularmente, de modo a ajustar e/ou manter um teor de oxigênio pré-definível, e um que é reduzido comparado ao ar ambiente normal na atmosfera espacial da sala fechada.

[099] Conforme a Figura 5 apresenta, o sistema de separação de gás 10 e o pelo menos um sistema de separação de gás adicional 10’ são conectados em paralelo, em que a respectiva saída 10b, 10b’ é conectada ou conectável de maneira fluida à sala fechada 2. Os sistemas de separação de gás 10, 10’ empregados na realização retratada esquematicamente na Figura 5 são, cada um, projetados para serem operados de maneira alternada no modo VPSA ou modo PSA.

[0100] Uma unidade de controle 4 também é provida na realização da solução inventiva retratada esquematicamente na Figura 5, ela sendo projetada para controlar pelo menos um sistema de separação de gás 10, 10’ associado aos sistemas de separação de gás 10, 10’ da sala fechada 2, de modo que o modo de operação do respectivo sistema de separação de 10, 10’ alterne do modo VPSA para o modo PSA, conforme necessário. Isso ocorre particularmente quando uma mistura insuficientemente homogênea é determinada na atmosfera espacial da sala fechada 2.

[0101] Em outras palavras, quando um respectivo dispositivo de sensor detectar estratificação de gás na sala fechada ou quando for respectivamente determinado que a mistura da atmosfera espacial dentro da sala fechada 2 falha em homogeneidade suficiente, a unidade de controle 4 desencadeia pelo menos um dos dois sistemas de separação de gás 10, 10’ para alternar para o modo PSA. Devido ao respectivo sistema de separação de gás 10, 10’ poder prover um volume maior de mistura de gás rica em nitrogênio em sua respectiva saída 10b, 10b’ por unidade de tempo no modo PSA, uma mistura mais completa dentro da atmosfera espacial da sala fechada 2 pode ser, portanto, garantida.

[0102] A invenção não é limitada às realizações representadas nos desenhos, mas, ao contrário, produz-se de uma consideração geral integrada de todos os aspectos aqui revelados juntos.

[0103] Em particular, é concebível que o sistema seja alocado de uma pluralidade de sistemas de separação de gás preferencialmente operacionais de maneira independente. A unidade de controle 4 desse desenvolvimento adicional é preferencialmente projetada de modo que quando um dos sistemas de separação de gás falhar ou quando um dos sistemas de separação de gás for incapaz de prover uma mistura de gás rica em nitrogênio por algum outro motivo ou a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida por um dos sistemas de separação de gás por unidade de tempo for abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás, ela alternará pelo menos um dos sistemas de separação de gás 10 restante do modo VPSA para o modo PSA. Essa alternação do modo VPSA para o modo PSA preferencialmente ocorre automaticamente assim que for determinado que o volume da mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida por unidade de tempo por um dos sistemas de separação de gás está abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás. LISTA DOS NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 sistema de inertização 2 sala fechada 2a invólucro espacial 3, 3’ sistema compressor 3a, 3a’ entrada de sistema compressor 3b, 3b’ saída de sistema compressor 4 unidade de controle 5 dispositivo de medição de oxigênio 6 sensor característico de fogo 7 fonte de vácuo 7a entrada da fonte de vácuo 7b saída da fonte de vácuo 8 soprador de ar fresco 9 câmara de mistura 10, 10’ sistema de separação de gás 10a, 10a’ entrada do sistema de separação de gás 10b, 10b’ saída do sistema de separação de gás 11, 11’ canal de exaustão 12 primeiro vaso adsorvente 12a entrada do primeiro vaso adsorvente 12b saída do primeiro vaso adsorvente 13 segundo vaso adsorvente 13a entrada do segundo vaso adsorvente 13b saída do segundo vaso adsorvente 14 primeiro sistema de trocador de calor 15 segundo sistema de trocador de calor 16 primeiro sistema catalisador 17 segundo sistema catalisador 18 tanque de ondulação de baixa pressão 19 canal de retorno 20 soprador 21 soprador V1 a V9 válvulas

Claims

1. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, em que um teor de oxigênio que é pré-definível e reduzido em comparação a ar ambiente normal é ajustado e mantido na atmosfera espacial de uma sala fechada (2), onde o método compreende as seguintes etapas de procedimento: i) provisão de uma mistura de gás inicial de oxigênio, nitrogênio e elementos adicionais, conforme aplicável; ii) compressão da mistura de gás inicial provida em um sistema compressor (3); iii) alimentação da mistura de gás inicial comprimida a um sistema de separação de gás (10) e separação de pelo menos uma porção do oxigênio contido na mistura de gás inicial comprimida, de modo a prover uma mistura de gás rica em nitrogênio na saída (10b) do sistema de separação de gás (10); e iv) introdução de pelo menos parte da mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) em uma atmosfera espacial da sala fechada (2), de modo a ajustar e/ou manter um teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada (2) que é pré-definível e reduzido em comparação ao ar ambiente normal, caracterizado pelo grau de compressão realizado na etapa ii) do método ser aumentado, particularmente, a um valor dependente da quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio a ser provida por unidade de tempo, quando a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) precisar ser aumentada, e em que o sistema de separação de gás (10) é operado no modo PSA quando a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio a ser fornecida por unidade de tempo na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) precisar ser aumentada, e em que o sistema de separação de gás (10) é, de outra forma, operado no modo VPSA, em que o modo PSA corresponde a um modo de adsorção do balanço de pressão e o modo VPSA corresponde a um modo de adsorção do balanço de pressão de vácuo.

2. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de separação de gás (10) compreender um primeiro e um segundo vaso adsorvedor (12, 13) cada um compreendendo material adsorvedor, em que os vasos adsorvedores (12, 13) operam em oposição de fase, de modo que um dos dois vasos adsorvedores (12, 13) esteja em uma fase de adsorção, durante a qual o material adsorvedor do vaso adsorvedor (12, 13) adsorve pelo menos parte do oxigênio da mistura de gás inicial fornecida na etapa iii) do método, enquanto o outro dos dois vasos adsorvedores (13, 12) está em uma fase de regeneração, durante a qual o oxigênio é dessorvido do material adsorvedor do outro vaso adsorvedor (13, 12), em que é provido particularmente que as respectivas saídas (12a, 13a) e as respectivas entradas (12b, 13b) dos vasos adsorvedores (12, 13) sejam conectivamente acopladas de maneira brevemente fluída antes da alternação entre a fase de adsorção e a fase de regeneração.

3. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por quando o teor de oxigênio na atmosfera espacial da sala fechada (2) tiver de ser reduzido mais rapidamente comparado ao teor de oxigênio ajustado e/ou mantido na etapa iv) do método, no caso de um incêndio por outro motivo, ou quando uma quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio a ser provida por unidade de tempo na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) precisar ser aumentada devido à troca de ar aumentada ou quando o grau de compressão realizado na etapa ii) do método é aumentado devido a uma perda de uma fonte de gás de inserção adicional alocada à sala fechada (2), particularmente, uma perda de um sistema de separação de gás adicional alocado à sala fechada (2); e/ou em que o grau de compressão realizado na etapa ii) do método é preferencialmente aumentado de maneira progressiva, quando necessário, até a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) por unidade de tempo corresponder a uma quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio a ser fornecida por unidade de tempo; e/ou em que o sistema compressor (3) é projetado para comprimir a mistura de gás inicial fornecida a diferentes variações de pressão, preferencialmente predefinidas ou pré- definíveis na etapa ii) do método, em que a mistura de gás inicial é preferencialmente comprimida de maneira automática na etapa ii) do método,, e ainda mais preferencialmente de maneira seletivamente automática, a uma das variações de pressão predefinidas ou pré-definíveis na etapa ii) do método, preferencialmente, como uma função do motivo e/ou a causa do aumento necessário na mistura de gás rica em nitrogênio a ser fornecida por unidade de tempo na saída (10b) do sistema de separação de gás (10).

4. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por no fornecimento da mistura de gás inicial na etapa i) do método, uma porção do ar ambiente dentro da sala fechada (2) é extraída da sala (2) de maneira regulada e ar fresco é alimentado de maneira regulada à porção extraída do ar da sala, em que a quantidade de ar fresco a ser adicionada ao ar ambiente extraído da sala (2) é preferencialmente selecionada de modo que a quantidade de ar ambiente extraído da sala (2) por unidade de tempo seja idêntica a uma quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio introduzida à atmosfera espacial da sala (2) na etapa iv) do método.

5. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo sistema de separação de gás (10) compreender pelo menos um vaso adsorvedor (12, 13) contendo material adsorvedor, em que o sistema compressor (3) é conectável a uma entrada (12a, 13a) do vaso adsorvedor (12, 13), de modo a fornecer a mistura de gás inicial comprimida ao vaso adsorvedor (12, 13) em uma fase de adsorção do dito vaso adsorvedor (12, 13), de modo que o material adsorvedor adsorva oxigênio da mistura de gás inicial e a mistura de gás rica em nitrogênio seja provida em uma saída (12b, 13b) do vaso adsorvedor (12, 13), em que uma fonte de vácuo (7) é conectável de maneira preferencialmente seletiva à entrada (12a, 13a) do vaso adsorvedor (12, 13) ou uma fonte de ar comprimido conectável de maneira preferencialmente seletiva à saída (12b, 13b) do vaso adsorvedor (12, 13), de modo a purgar pelo menos parte do oxigênio adsorvido pelo material adsorvedor por meio da entrada (12a, 13a) do vaso adsorvedor (12, 13) em uma fase de regeneração do vaso adsorvedor (12, 13) e, assim, regenerar o material adsorvedor.

6. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ainda compreender as seguintes etapas de método: - alimentação de uma mistura de gás inicial comprimida a um sistema de separação de gás adicional e separação de pelo menos uma porção do oxigênio contido na mistura de gás inicial comprimida, de modo a prover uma mistura de gás rica em nitrogênio na saída do sistema de separação de gás adicional; e - introdução de pelo menos parte da mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída do sistema de separação de gás adicional à atmosfera espacial da sala fechada (2), em que o sistema de separação de gás (10) é operado no modo PSA quando o sistema de separação de gás adicional falhar ou quando por alguma outra razão nenhuma mistura de gás rica em nitrogênio puder ser provida na saída do sistema de separação de gás adicional ou a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida na saída do sistema de separação de gás adicional por unidade de tempo estiver abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás adicional, e em que o sistema de separação de gás (10) é, de outra forma, operado no modo VPSA, em que a alternação do sistema de separação de gás (10) do modo VPSA para o modo PSA, preferencialmente ocorre de maneira automática assim que é determinado que a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida por unidade de tempo na saída do sistema de separação de gás adicional está abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás adicional.

7. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás (10) e/ou no sistema compressor (3) ser utilizada para aquecer a mistura de gás inicial, preferencialmente de modo que a mistura de gás inicial tenha uma temperatura de 10°C a 30°C, e ainda mais preferencialmente de 15°C a 25°C; e/ou em que pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás (10) e/ou no sistema compressor (3) ser utilizada para aquecer a mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída (10b) do sistema de separação de gás (10).

8. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo sistema compressor (3) compreender um primeiro compressor (3.1) e pelo menos um segundo compressor (3.2), em que a conexão do segundo compressor (3.2) ao primeiro compressor (3.1) aumenta o grau de compressão realizado na etapa ii) do método.

9. MÉTODO DE INERTIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, no caso da quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio a ser provida por unidade de tempo precisar ser aumentada, pelo menos parte da mistura de gás ser provida na etapa iii) do método na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) e enriquecida com nitrogênio e/ou uma porção do ar ambiente contido dentro da sala fechada (2) ser alimentada a um catalisador (16, 17), em que uma mistura de gás inerte é produzida da mistura rica em nitrogênio ou, respectivamente, da porção de ar ambiente fornecido por meio de uma conversão química de um redutor, em que a mistura de gás inerte produzida no catalisador (16, 17) é, após isso, introduzida à atmosfera espacial da sala fechada (2), em que o redutor é preferencialmente uma substância inflamável, particularmente um gás combustível, preferencialmente monóxido de carbono.

10. SISTEMA (1), em que um teor de oxigênio que é pré-definível e reduzido em comparação ao ar ambiente normal é ajustado e mantido na atmosfera espacial de uma sala fechada (2), em que o sistema (1) compreende um sistema compressor (3) para comprimir uma mistura de gás inicial e um sistema de separação de gás (10) conectado ao sistema compressor (3) em que pelo menos parte do oxigênio contido dentro da mistura de gás inicial comprimida é separada, caracterizado pelo sistema de separação de gás (10) ser projetado para ser operado seletivamente em um modo VPSA ou um modo PSA, em que uma unidade de controle (4) é provida preferencialmente, que é projetada para alternar de maneira seletivamente automática o sistema de separação de gás (10) do modo VPSA para o modo PSA, quando a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) precisar ser aumentada, em que a proporção de compressão do sistema compressor (3) é preferencialmente ajustável, de modo que a mistura de gás inicial possa ser comprimida seletivamente no sistema compressor (3) a um primeiro valor de pressão baixa ou um segundo valor de pressão alta, particularmente, a uma pressão de 1,5 a 2,0 bar ou 7,0 a 9,0 bar, e em que a unidade de controle (4) é projetada para acionar de maneira seletivamente automática o sistema compressor (3), de modo que a mistura de gás inicial seja comprimida ao segundo valor de pressão alta no dito sistema compressor (3) quando o volume da mistura de gás rica em nitrogênio provida por unidade de tempo precisar ser aumentada, em que o sistema compressor preferencialmente compreende um primeiro compressor (3.1) e pelo menos um segundo compressor (3.2) controlável de maneira independente do dito primeiro compressor (3.1), em que o primeiro e o segundo compressor (3.1, 3.2) são projetados de modo que o grau de compressão da mistura de gás inicial seja aumentado ao conectar o dito segundo compressor (3.2), em que o modo PSA corresponde a um modo de adsorção do balanço de pressão e o modo VPSA corresponde a um modo de adsorção do balanço de pressão de vácuo.

11. SISTEMA (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo sistema (1) compreender pelo menos um sistema de separação de gás adicional para prover uma mistura de gás rica em nitrogênio, e em que a unidade de controle (4) é projetada para alternar o sistema de separação de gás (10) do modo VPSA para o modo PSA, quando o sistema de separação de gás adicional falhar ou quando por algum outro motivo nenhuma mistura de gás rica em nitrogênio puder ser provida pelo sistema de separação de gás adicional ou a quantidade de mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida por unidade de tempo pelo sistema de separação de gás adicional estiver abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás adicional, em que a alternação do modo VPSA para o modo PSA preferencialmente ocorre de maneira automática assim que for determinado que a quantidade da mistura de gás rica em nitrogênio capaz de ser fornecida por unidade de tempo pelo sistema de separação de gás adicional estiver abaixo de um valor designado para o dito sistema de separação de gás adicional.

12. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo sistema de separação de gás (10) compreender o seguinte: - uma entrada (10a) conectada ou conectável a uma saída (3b) do sistema compressor (3) para fornecer a mistura de gás inicial comprimida; - uma primeira saída (10b) conectada ou conectável à sala fechada (2) para fornecer uma mistura de gás rica em nitrogênio à atmosfera espacial da sala fechada (2); - uma segunda saída (11) para purgar uma mistura de gás rica em oxigênio do sistema de separação de gás (10); e - pelo menos um primeiro e um segundo vaso adsorvedor (12, 13), cada um contendo um material adsorvedor, em que o primeiro e o segundo vaso adsorvedor (12, 13) são respectivamente conectáveis à entrada (10a), a primeira saída (10b) e/ou a segunda saída (11) do sistema de separação de gás (10) independentemente entre si por meio de um sistema de válvulas (V1-V9), e em que a segunda saída (10) do sistema de separação de gás (10) é conectável de maneira seletiva ao lado de sucção (7a) de uma fonte de vácuo (7), em que uma unidade de controle (4) é provida preferencialmente, sendo projetada para conectar de maneira seletivamente automática a segunda saída (11) do sistema de separação de gás (10) ao lado de sucção (7a) da fonte de vácuo (7) quando o sistema de separação de gás (10) estiver operando no modo VPSA.

13. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por um sistema trocador de calor (14) ser ainda provido para transferir pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás (10) e/ou no sistema compressor (3) para a mistura de gás inicial, a fim de aquecer a mistura de gás inicial a uma temperatura preferencialmente de 10°C a 30°C, e ainda mais preferencialmente de 15°C a 25°C; e/ou em que um sistema trocador de calor (15) é ainda provido para transferir pelo menos uma porção da energia térmica liberada no sistema de separação de gás (10) e/ou no sistema compressor (3) à mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída (10b) do sistema de separação de gás (10); e/ou em que um sistema catalisador (16, 17) é ainda provido, que é capaz de ser fornecido, conforme necessário, com pelo menos uma porção da mistura de gás rica em nitrogênio provida na saída (10b) do sistema de separação de gás (10) e/ou uma porção do ar ambiente da sala fechada (2), a fim de produzir uma mistura de gás inerte por meio de uma conversão química de um redutor, em que a saída do sistema catalisador (16, 17) é conectada ou conectável à sala fechada (2), de modo a introduzir a mistura de gás inerte produzida no dito sistema catalisador (16, 17) à atmosfera espacial da sala fechada (2).